煤矿井下搜救机器人伺服驱动系统研究

admin · 发表于昨天 09:49

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我国是煤炭大国，煤矿事故频发，而灾害发生后的救援水平很低。本论文依托国家“863”计划子项目，针对煤矿井下复杂的环境条件，研制面向煤矿搜救机器人的无刷直流电机伺服驱动系统；同时在实现煤矿搜救机器人驱动功能的基础上，进行无刷直流电机低转速情况下转矩脉动抑制技术的研究，以改善无刷直流电机的低速驱动性能。本文首先介绍了一套用于煤矿搜救机器人系统中的数字式无刷直流电机伺服驱动系统设计方案。该系统以数字信号处理器（ TMS320LF2407A）和复杂可编程逻辑器件（EPM7032AETC44）为构成核心，系统控制模块包括CPU模块、通信模块、光电隔离模块、电源模块、转子位置与转速信号反馈电路，系统驱动模块包括驱动电路、电流检测及AD采样电路、系统保护等硬件电路。之后对系统软件设计方法和设计过程进行详细说明，重点阐述了无刷直流电机双闭环控制算法的控制原理及具体实现方式，并在电流环中应用变占空比电流滞环来抑制转矩脉动。最后通过仿真模型及调试试验论证了双闭环控制算法对无刷直流电机转速调节和减小电机转矩脉动抑制的可行性。试验结果说明：本文设计的煤矿搜救机器人伺服驱动系统能够成功实现对煤矿机器人机械本体的驱动功能，在双闭环控制算法电流环中采用变占空比电流滞环方法能够很好的实现对低转速情况下转矩脉动的抑制，具有良好的抑制效果。

煤矿井下搜救机器人伺服驱动系统研究

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